专题21铁及其化合物-2024高考化学一轮复习.docx

易错点21 铁及其化合物易错点易错题【01】铁及其化合物的性质（1）从物质类别看，铁是活泼金属单质，FeO和Fe2O3是碱性氧化物，Fe(OH)2和Fe(OH)3都是碱，都能与酸发生反应。（2）从Fe元素化合价看，Fe具有还原性，Fe2O3和Fe(OH)3中Fe元素显+3价，处于高价态，具有氧化性；FeO和Fe(OH)2中Fe元素显+2价，处于中间价态，具有氧化性和还原性。（3）铁是变价金属元素，与弱氧化剂(如S、HCl、FeCl3、CuSO4、I2等)反应时被氧化为Fe2，与强氧化剂(如Cl2、Br2、HNO3、浓H2SO4等)反应时被氧化为Fe3。（4）常温下，铁在浓硫酸、浓硝酸中钝化，表面生成致密氧化膜，发生化学变化。（5）FeO、Fe(OH)2、Fe3O4与HNO3反应时，除考虑与H的反应外，还考虑Fe2被HNO3氧化成Fe3；Fe2O3、Fe(OH)3、Fe3O4与HI反应时，除考虑与H的反应外，还考虑Fe3被I还原为Fe2。易错题【02】实验室制备Fe(OH)2的两种方法Fe(OH)2具有强的还原性，极易被空气中的氧气氧化为Fe(OH)3，因此实验室在制备Fe(OH)2时，要注意隔绝空气。常采取以下方法：方法实验操作实验装置有机层覆盖法将吸有NaOH溶液的胶头滴管插到液面以下并在液面上覆盖一层苯或煤油，以防止空气与Fe(OH)2接触发生反应还原气保护法用H2将装置内的空气排尽后，再将亚铁盐与NaOH溶液混合，这样可长时间观察到白色沉淀易错题【03】Fe2、Fe3的常用检验方法（1）利用KSCN溶液和氯水（2）利用NaOH溶液（或氨水）（3）含Fe2、Fe3的混合溶液中Fe2、Fe3的检验溶液变红色，说明含有Fe3。KMnO4溶液紫红色褪去，说明含有Fe2。（4）利用铁氰化钾溶液溶液产生蓝色沉淀，说明溶液中含有Fe2，反应为：3Fe2+2Fe(CN)63= Fe3Fe(CN)62。易错题【04】铁元素的“价-类二维图” （1）横向转化体现了铁元素同种价态不同类别物质（氧化物、碱、盐）之间的转化。（2）纵向转化体现铁元素的不同价态同种类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性或还原性。（3）斜向转化体现铁元素的不同价态、不同类别物质之间的转化，主要体现物质的氧化性和还原性。典例分析例1 某研究性学习小组设计下列实验探究Zn和FeCl3溶液的反应，回答下列问题：（1）由FeCl3固体配制未酸化的250mL0.5mol·L-1FeCl3溶液(pH=1.3)，不需要使用的实验仪器有_(从下列图中选择，写出名称)。（2）将Zn投入到未酸化的0.5mol·L-1FeCl3溶液(pH=1.3)中，在不同的实验条件下，实验现象如表：实验编号条件现象i锌粒18刚开始无明显气泡，0.5min后有气体产生，一段时间后，溶液颜色加深。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀ii锌粒65产生气泡较快，大约12 s后，气泡非常明显，溶液很快转为红棕色。较长时间后发现红棕色基本消失，最后产生红棕色沉淀实验中产生的气体为_，实验ii中产生气体的速率明显快于实验i，可能的原因是_(答出两点)。“滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀”说明混合溶液中存在Fe2+。生成Fe2+的离子方程式为_。（3）实验i和ii均先有气体生成，后有溶液颜色的变化。研究性学习小组猜想，可能是此实验条件下，氧化性：H+Fe3+。为了检验上述猜想是否正确，查阅资料：可利用标准电极电势(用表示)判断氧化性、还原性强弱，且电极电势越小，还原剂的还原性越强，已知(溶液中离子浓度的影响在此忽略不计)：(Fe3+ /Fe2+)=0.77 V， (2H+ /H2)=0 V， (Fe2+ /Fe)=0.417 V， (Zn2+ /Zn) =0.76 V。则Fe3+、H+、Zn2+ 、Fe2+ 的氧化性大小关系为 _。研究小组进一步分析后，将锌粒改为锌粉，继续进行实验：实验编号条件现象iii锌粒18不振荡大约3min可以看到明显的气泡，溶液颜色逐渐变深。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀iv锌粒65振荡气泡不明显，红褐色褪色明显。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀对比实验iii和iv，实验iv中“气泡不明显，红褐色褪色明显”的原因可能为_。结合实验探究过程及现象分析，影响Zn与FeCl3溶液反应的条件有_(答两点即可的)。某研究性学习小组设计下列实验探究Zn和FeCl3溶液的反应，回答下列问题：（1）由FeCl3固体配制未酸化的250mL0.5mol·L-1FeCl3溶液(pH=1.3)，不需要使用的实验仪器有_(从下列图中选择，写出名称)。（2）将Zn投入到未酸化的0.5mol·L-1FeCl3溶液(pH=1.3)中，在不同的实验条件下，实验现象如表：实验编号条件现象i锌粒18刚开始无明显气泡，0.5min后有气体产生，一段时间后，溶液颜色加深。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀ii锌粒65产生气泡较快，大约12 s后，气泡非常明显，溶液很快转为红棕色。较长时间后发现红棕色基本消失，最后产生红棕色沉淀实验中产生的气体为_，实验ii中产生气体的速率明显快于实验i，可能的原因是_(答出两点)。“滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀”说明混合溶液中存在Fe2+。生成Fe2+的离子方程式为_。（3）实验i和ii均先有气体生成，后有溶液颜色的变化。研究性学习小组猜想，可能是此实验条件下，氧化性：H+Fe3+。为了检验上述猜想是否正确，查阅资料：可利用标准电极电势(用表示)判断氧化性、还原性强弱，且电极电势越小，还原剂的还原性越强，已知(溶液中离子浓度的影响在此忽略不计)：(Fe3+ /Fe2+)=0.77 V， (2H+ /H2)=0 V， (Fe2+ /Fe)=0.417 V， (Zn2+ /Zn) =0.76 V。则Fe3+、H+、Zn2+ 、Fe2+ 的氧化性大小关系为 _。研究小组进一步分析后，将锌粒改为锌粉，继续进行实验：实验编号条件现象iii锌粒18不振荡大约3min可以看到明显的气泡，溶液颜色逐渐变深。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀iv锌粒65振荡气泡不明显，红褐色褪色明显。向反应后的溶液中滴加铁氰化钾溶液后，可见蓝色沉淀对比实验iii和iv，实验iv中“气泡不明显，红褐色褪色明显”的原因可能为_。结合实验探究过程及现象分析，影响Zn与FeCl3溶液反应的条件有_(答两点即可的)。【解析】该实验的目的是探究影响锌和氯化铁溶液反应的条件，通过实验探究过程及现象分析得到影响反应的条件为温度、碰撞几率（离子迁移速度）、粒子的氧化性强弱的实验结论。（1）配制未酸化的250mL0.5mol·L-1氯化铁溶液需要用到的仪器有托盘天平、烧杯、玻璃棒、250mL容量瓶、胶头滴管，则不需要用到的仪器为分液漏斗、直形冷凝管；（2）由题意可知，氯化铁在溶液中水解，溶液的pH为1.5，活泼金属锌能够与氢离子发生置换反应生成氢气；实验ii中反应温度高于实验i，氯化铁在溶液中的水解平衡为吸热反应，升高温度平衡向正反应方向移动，溶液中氢离子浓度增大，所以实验ii中产生气体的速率明显快于实验i；由题意可知，生成亚铁离子的反应为锌与氯化铁溶液反应生成氯化锌和氯化亚铁，反应的离子方程式为2Fe3+Zn=2Fe2+Zn2+；（3）由标准电极电势可知，四种离子的氧化性由大到小的顺序为Fe3+H+Fe2+Zn2+；由气泡不明显，红褐色褪色明显说明锌粒改为锌粉并振荡，反应物的接触面积增大，反应物的碰撞几率增大，反应速率加快；由实验过程的探究及对实验现象可知，影响锌与氯化铁溶液的反应过程的条件为温度、碰撞几率(离子迁移速度)、粒子的氧化性强弱。【答案】（1）分液漏斗、直形冷凝管（2）H2；温度升高、c(H+)浓度增大2Fe3+Zn=2Fe2+Zn2+（3）Fe3+H+Fe2+Zn2+将Zn粒改为Zn粉并振荡，增大了Zn与Fe3+碰撞几率，加快了Zn与Fe3+的反应结反应温度、碰撞几率（离子迁移速度）、粒子的氧化性强弱例2 化学小组探究Cu与Fe2(SO4)3溶液的反应，实验如下：序号实验方案实验现象实验i振荡试管，观察到溶液变为蓝色，待反应充分后，试管底部有Cu粉剩余实验ii取实验i中的上层清液，向其中滴加0.1mol·L-1KSCN溶液溶液局部变红，同时产生白色沉淀，振荡试管，红色消失已知：经检验白色沉淀为CuSCN。（1）实验中发生反应的离子方程式为_。（2）实验中检测到Fe3+，依据的实验现象是_。（3）对实验中Fe3+产生的原因作如下假设：假设1：Cu与Fe2(SO4)3的反应是一个可逆反应假设2：溶液中的Fe2+被_氧化假设3：在实验的条件下，Fe2+被Cu2+氧化将假设2补充完整_。通过查找_数据，可定量判断Cu与Fe2(SO4)3的反应是否为可逆反应。（4）设计实验验证假设。序号实验iii实验iv方案现象放置较长时间，溶液颜色不变红闭合开关K，电流计指针不动，向右侧CuSO4溶液中滴加0.1mol·L-1KSCN，指针向右大幅度偏转，溶液中有白色浑浊物产生。取出左侧溶液，滴加0.1mol·L-1KSCN，溶液变红假设1不成立的实验证据是_。实验iii的目的是_。溶液a是_。电极材料b、c分别是_、_。结合电极反应，从化学平衡的角度解释实验ii中Fe3+产生的原因_。【解析】（1）由实验现象可知，实验中发生的反应为铜与硫酸铁溶液反应生成硫酸亚铁和硫酸铜，反应的离子方程式为2Fe3+Cu= 2Fe2+Cu2+，故答案为：2Fe3+Cu= 2Fe2+Cu2+；（2）由实验的上层清液滴加硫氰化钾溶液后，溶液局部变红可知，溶液中存在铁离子，故答案为：溶液局部变红；（3）亚铁离子具有还原性，可能被空气中氧气氧化生成铁离子使硫氰化钾溶液变红色，则假设2被空气中氧气氧化，故答案为：O2；若铜与硫酸铁溶液的反应为可逆反应，可以通过资料查找该反应的化学平衡常数是否大于105定量判断确定，故答案为：化学平衡常数；（4）由实验iv中闭合开关K，电流计指针不动可知，铜与硫酸铁溶液的反应不是可逆反应，证明假设1不成立，故答案为：电流计指针不动；由实验iii中硫酸亚铁溶液放置较长时间，溶液颜色不变红，说明铁离子的存在与空气中氧气无关，证明假设2不成立，则实验iii的目的是验证假设2是否成立，故答案为：验证假设2是否成立；铜与2mL0.05mol/L硫酸铁溶液反应生成0.1mol/L硫酸亚铁和0.05mol/L硫酸铜，由探究实验变量唯一化原则可知，溶液a应选择0.1mol/L硫酸亚铁溶液；若验证在实验的条件下，铜离子将亚铁离子氧化，实验iv设计原电池时，应选择不参与铜离子和亚铁离子反应的惰性材料做电极，则b、c电极可以选择石墨电极，故答案为：0.1mol/L FeSO4；石墨；石墨；由验证在实验的条件下，铜离子将亚铁离子氧化可知，铜离子在正极得到电子发生还原反应生成亚铜离子，在溶液中存在如下平衡Cu2+ + eCu+，向硫酸铜溶液中滴加硫氰化钾溶液，硫氰酸根离子与亚铜离子结合生成硫氰化亚铜沉淀，导致亚铜离子浓度降低，有利于电极反应正向移动，促使亚铁离子在负极被氧化，故答案为：Cu2+ + eCu+，SCN与Cu结合生成CuSCN沉淀，导致c(Cu+)降低，有利于电极反应正向移动，Cu2+得电子能力增强(大于Fe3+)，使得Fe2+被氧化。【答案】（1）2Fe3+Cu= 2Fe2+Cu2+（2）溶液局部变红（3）O2；化学平衡常数（4）电流计指针不动验证假设2是否成立0.1mol/L FeSO4；石墨；石墨Cu2+ + eCu+，SCN与Cu结合生成CuSCN沉淀，导致c(Cu+)降低，有利于电极反应正向移动，Cu2+得电子能力增强(大于Fe3+)，使得Fe2+被氧化例3 某化学课外小组在制备Fe(OH)2实验过程中观察到生成的白色沉淀迅速变为灰绿色，一段时间后变为红褐色，该小组同学对产生灰绿色沉淀的原因，进行实验探究。乙同学查阅资料得知，Fe(OH)2沉淀具有较强的吸附性，猜测灰绿色可能是Fe(OH)2吸附Fe2引起的，设计并完成了实验3实验5。编号实验操作实验现象实验3向10mL4mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1FeSO4溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)液面上方产生白色沉淀(带有较多灰绿色)。沉淀下沉后，部分灰绿色沉淀变为白色实验4向10mL8mol·L-1NaOH溶液中逐滴加入0.1mol·L-1FeSO4溶液(两溶液中均先加几滴维生素C溶液)液面上方产生白色沉淀(无灰绿色)。沉淀下沉后，仍为白色实验5取实验4中白色沉淀，洗净后放在潮湿的空气中（1）依据乙同学的猜测，实验4中沉淀无灰绿色的原因为_。（2）该小组同学依据实验5的实验现象，间接证明了乙同学猜测的正确性，则实验5的实验现象可能为_。II.该小组同学再次查阅资料得知当沉淀形成时，若得到的沉淀单一，则沉淀结构均匀，也紧密；若有杂质固体存在时，得到的沉淀便不够紧密，与溶液的接触面积会更大。（3）当溶液中存在Fe3或溶解较多O2时，白色沉淀更容易变成灰绿色的原因为_。（4）该小组同学根据上述实验得出结论：制备Fe(OH)2时能较长时间观察到白色沉淀的适宜条件和操作有_、_。【答案】（1）NaOH溶液浓度高，反应后溶液中Fe2浓度较小，不易被吸附在Fe(OH)2表面（2）白色沉淀变为红褐色，中间过程无灰绿色出现（3）沉淀中混有Fe(OH)3，不够紧密，与溶液接触面积更大，更容易吸附Fe2+（4）向高浓度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液；除去溶液中Fe3和O2【解析】（1）对比实验3和实验4可知，实验4所用氢氧化钠溶液的浓度大于实验3，反应后溶液中亚铁离子浓度小于实验3，溶液上方氢氧化铁白色沉淀无灰绿色说明实验4中亚铁离子浓度小，不易被吸附在氢氧化亚铁沉淀表面，故答案为：NaOH溶液浓度高，反应后溶液中Fe2浓度较小，不易被吸附在Fe(OH)2表面；（2）由实验5的现象能间接证明乙同学的猜测的正确性可知，实验5取实验4中白色沉淀洗净后放在潮湿的空气中，没有吸附亚铁离子的氢氧化亚铁白色沉淀不易变为变为灰绿色，沉淀应该从白色直接变为红褐色，中间不会有灰绿色出现，故答案为：白色沉淀变为红褐色，中间过程无灰绿色出现；（3）当溶液中存在铁离子或溶解较多氧气时，所得氢氧化亚铁白色沉淀中会混有氢氧化铁沉淀，得到的沉淀便不够紧密，与溶液的接触面积大，能吸附更多的亚铁离子，白色沉淀更容易变成灰绿色，故答案为：沉淀中混有Fe(OH)3，不够紧密，与溶液接触面积更大，更容易吸附Fe2+；（4）由实验可知向高浓度氢氧化钠溶液中滴加硫酸亚铁溶液可以较长时间观察到白色沉淀，由实验II除去溶液中存在的铁离子和溶解的氧气可以较长时间观察到白色沉淀，则制备氢氧化亚铁时能较长时间观察到白色沉淀的适宜条件和操作为向高浓度氢氧化钠溶液中滴加硫酸亚铁溶液，除去溶液中存在的铁离子和溶解的氧气，故答案为：向高浓度NaOH溶液中滴加FeSO4溶液；除去溶液中Fe3和O2。1.铁及其化合物在生产、生活中应用广泛。下列铁及其化合物的性质与用途具有对应关系的是（ ）A. Fe有导电性，可用于湿法炼铜B. FeCl3有氧化性，可用于净水C. Fe2O3呈红棕色，可用于制作颜料D. K2FeO4易溶于水，可用于杀菌消毒2.铁是日常生产、生活中使用最广泛的金属。下列关于铁及其化合物的说法中不正确的是（ ）A.钢铁厂中炽热的铁水注入模具前，必须进行充分的干燥处理B.常温下，铁与浓硫酸不反应，故常温下常用铁质容器储运浓硫酸C.在空气中，Fe(OH)2易被氧化成Fe(OH)3，说明Fe(OH)3更稳定D.维生素C具有还原性，与FeSO4补血剂一起服用，效果更好3. 某实验小组同学为了检验某FeCl3溶液中是否含有FeCl2，设计了如下实验方案，其中最合理的是（ ）A加入适量铜粉，观察溶液是否变蓝B先滴加氯水，再滴加KSCN溶液，观察溶液是否变红C滴加酸性KMnO4溶液，观察溶液是否褪色D滴加K3Fe(CN)6溶液，观察是否生成蓝色沉淀4.下列离子的检验方法合理的是（ ）A向某溶液中滴入KSCN溶液呈红色，说明不含Fe2B向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液变红色，说明原溶液中含有Fe2C向某溶液中加入NaOH溶液，得红褐色沉淀，说明溶液中含有Fe3D向某溶液中加入NaOH溶液得白色沉淀，又观察到颜色逐渐变为红褐色，说明该溶液中只含有Fe2，不含有Mg25.将0.2 mol/L的KI溶液和0.05 mol/LFe2(SO4)3溶液等体积混合充分反应后，取混合液分别完成下列实验，能说明溶液中存在化学平衡2Fe32I2Fe2I2的是（ ）A向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色B向混合液中滴入AgNO3溶液，有黄色沉淀生成C向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液，有蓝色沉淀生成D向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色6.部分含铁物质的分类与相应化合价关系如图所示。下列推断不合理的是（ ）A. a可与e反应生成bB. b既可被氧化，也可被还原C. 可将e加入浓碱液中制得d的胶体D. 可存在bcdeb的循环转化关系7.如图为铁及其化合物的“价-类”二维图，下列有关说法中错误的是（ ）A.可用作食品袋内的脱氧剂，可用作油漆、油墨的红色颜料B.与Cl2反应生成FeCl3，FeO与稀盐酸反应生成FeCl2C.可存在、FeCl3的转化关系D.可存在FeOFe(OH)2FeCl2的循环转化关系8. 在下图中，能较长时间观察到Fe(OH)2白色沉淀的是（ ）ABCD9.在一定条件下，用普通铁粉和水蒸气反应可以得到铁的氧化物。用如图所示装置制取铁的氧化物（夹持及加热装置均已略去）。下列说法正确的是（ ）A.烧瓶用于提供反应物，烧瓶用作安全瓶B.实验时，必须对进行加热C.中依次盛装铁粉、浓硫酸、水D.处的气体收集方法也可用于收集氨气和甲烷10.下列实验操作和现象、结论或目的均正确的是()选项操作和现象结论或目的A向红砖粉末中加入盐酸，充分反应后取上层清液于试管中，滴加KSCN溶液23滴，溶液呈红色红砖中含有氧化铁BCO还原Fe2O3得到的黑色固体加入盐酸溶解后再加入KSCN溶液，溶液不显红色黑色固体中没有Fe3O4C取少量Fe(NO3)2试样加水溶解，加稀H2SO4酸化，滴加KSCN溶液，溶液变为红色该Fe(NO3)2试样已经变质D向某溶液中通入Cl2，然后再加入KSCN溶液，变红色原溶液中含有Fe211.以黄铁矿的烧渣（主要成分为Fe2O3、FeO、SiO2等）为原料制取新型高效的无机高分子絮凝剂聚合硫酸铁Fe2(OH)n(SO4)3n/2m (其中n<2)的工艺流程如下：已知：为防止Fe3+水解，原料中的Fe3+必须先还为Fe2+。下列有关说法错误的是（ ）A“取样分析”目的是可以用来确定氧化Fe2+所需NaClO3的量B为促进水解反应，应在高温条件下进行C氧化反应的离子方程式为ClO3+6H+6Fe2+=6Fe3+Cl+3H2OD水解时溶液的pH偏小或偏大都会影响聚合硫酸铁的产率12.高磷鲕状赤铁矿(主要含有Fe2O3、少量Al2O3、CaO、SiO2等)是我国一种重要的沉积型铁矿资源，以高磷鲕状赤铁矿为原料制备纯度较高的铁红，其流程如图所示。下列说法错误的是（ ）A铁红的主要成分是Fe2O3，与HI溶液反应生成Fe3+B酸浸液遇K3Fe(CN)6溶液生成蓝色沉淀C洗涤滤渣时不要用玻璃棒不断搅拌D氧化时选用的试剂可以是H2O2、NaClO溶液13. 乳酸亚铁晶体是一种很好的食品铁强化剂，吸收效果比无机铁好，易溶于水，几乎不溶于乙醇，可由乳酸与FeCO3反应制得。I制备FeCO3实验步骤如下：i检查气密性，按图示添加药品；ii在装置B中制取硫酸亚铁，并将整个装置内的空气排净；iii将B中溶液导入C中产生FeCO3沉淀；iv将C中混合物分离提纯，获得纯净的碳酸亚铁产品。(1)仪器A的名称是_。(2)装置D的作用是_。(3)装置C中生成FeCO3的离子方程式是_。(4)步骤ii中应打开的开关是_，步骤iii中应打开的开关是_。(选填“K2”或“K3”)制备乳酸亚铁晶体将制得的FeCO3加入乳酸溶液中，加入少量铁粉，在下搅拌使之充分反应，然后再加人适量乳酸。经系列操作后得到产品。(5)加入铁粉的目的_。(用离子方程式表示)(6)欲获得尽可能多的产品，上述系列操作指的是：冷却，_，过滤，再洗涤和干燥。探究乳酸亚铁晶体中铁元素含量甲、乙同学分别设计如下方案，以测定样品中铁元素的含量。甲乙称取样品溶于水，用酸性标准溶液滴定，当溶液恰好显浅紫色，且内不恢复，停止滴定，测得消耗标准溶液。由此求得称取样品，灼烧完全灰化，加足量盐酸溶解，加入过量KI溶液充分反应，然后加入几滴淀粉溶液，用硫代硫酸钠溶液滴定(已知：)，滴定终点时，测得消耗标准溶液。(7)甲方案错误，主要原因是_，该方案测定结果将明显_(填偏大、偏小)。(8)依据乙方案可得出样品中铁元素含量为_(用含有相关字母的代数式表示)。14. FeCl2广泛应用于织物印染，医药，冶金和照相等行业。某实验小组设计如下装置利用H2和 FeCl3制备 FeCl2，从左侧缓缓通入H2。已知有关物质的性质如下：FeCl3FeCl2Fe熔点/升华，易水解6721538沸点/10232750(1)浓硫酸在实验中有两个作用： 除去水，使得通入的氢气干燥。_。(2)球形干燥管中盛放的物质为_。(3)实验过程中，探究电炉温度(T)对产物的影响。当温度T为300时，加热一段时间后发现石英管内几乎没有固体剩余，请指出出现该现象可能的原因：_。当温度T为 330时，加热后石英管内有固体剩余，取少量固体于试管中并加入稀盐酸，全部溶解且无气泡，对固体成分进行猜测并设计实验验证。猜测1：只有 FeCl2；猜测2： 含有FeCl2和 FeCl3；猜测3： 只有FeCl3实验方案：实验步骤操作现象第一步取溶液2mL于试管中，加入KSCN现象一第二步另取溶液2mL于试管中，加入现象二第二步加入的物质为_。实验结论：现象一为_，现象二为_。则猜测1 成立。当温度T为350时，加热后石英管内有固体剩余，取少量固体于试管中并加入稀盐酸，固体溶解的同时有少量气泡产生，写出加热过程中发生的副反应的化学方程式：_。(4)三次实验中，广口瓶中都可以收集到大量固体，则其成分主要为_。 参考答案1.C【解析】铁可用于湿法炼铜，是因为铁的还原性大于铜Fe+Cu2+=Fe2+Cu，与Fe有导电性无关，A错误；FeCl3可用于净水，是因为FeCl3水解出氢氧化铁胶体，吸附水中的悬浮杂质，与FeCl3的氧化性无关，B错误；Fe2O3呈红棕色，可用于制作红色颜料，C正确；K2FeO4可用于杀菌消毒，是因为K2FeO4具有强氧化性，与K2FeO4的溶解性无关，D错误。2.B【解析】铁与水蒸气反应生成H2，易引发爆炸，故必须充分干燥，A正确；常温下，铁在浓硫酸中钝化，表面生成致密氧化膜，阻止内层铁与浓硫酸继续反应，B错误；维生素C具有还原性，可防止FeSO4被氧化，D正确。3.D【解析】加入适量铜粉，若溶液中FeCl3含量较低，溶液不会明显变蓝，现象不明显，A错误；先滴加氯水，可将FeCl2氧化生成FeCl3，滴加KSCN溶液，不能判断是否含有FeCl2，B错误；Fe2、Cl都能被酸性KMnO4溶液氧化，溶液褪色，不能判断是否含有FeCl2，C错误；若FeCl3溶液中含有FeCl2，滴加K3Fe(CN)6溶液，反应生成蓝色沉淀KFeFe(CN)6沉淀，实验现象最明显，该方案最合理，D正确。4.C【解析】KSCN溶液不能直接检验Fe2的存在，Fe2是否存在不确定，检验方法不合理，A错误；Fe3干扰Fe2的检验，若原溶液中含有Fe3且不含Fe2，也会产生相同现象，检验方法不合理，B错误；Fe3与OH生成红褐色的Fe(OH)3沉淀，检验方法合理，C正确；Mg(OH)2为白色沉淀，易被红褐色沉淀掩盖，无法确定原溶液中是否含有Mg2，检验方法不合理，D错误。5.A 【解析】0.2 mol/L的KI溶液和0.05 mol/LFe2(SO4)3溶液等体积混合，KI过量，向混合液中滴入KSCN溶液，溶液变红色，说明溶液中仍含有Fe3，能说明溶液中存在化学平衡2Fe32I2Fe2I2，A正确；KI过量，溶液中存在I，B错误；该反应生成Fe2，向混合液中滴入K3Fe(CN)6溶液，有蓝色沉淀生成，只能说明溶液中含有Fe2，C错误；该反应生成I2，向混合液中滴入淀粉溶液，溶液变蓝色，说明溶液中含有碘单质，D错误。6.C【解析】图中所示铁元素不同化合价的物质：a为Fe，b为FeCl2、FeSO4、Fe(NO3)2等Fe(II)的盐类物质，c为Fe(OH)2，e为FeCl3、Fe2(SO4)3、Fe(NO3)3等Fe(III)的盐类物质，d为Fe(OH)3。Fe与Fe(III)的盐类物质可发生反应生成Fe(II)的盐类物质，如Fe+2FeCl3=3FeCl2，A正确；Fe(II)为铁元素的中间价态，既有还原性也有氧化性，因此既可被氧化，也可被还原，B正确；Fe(III)的盐类物质与浓碱液反应生成Fe(OH)3沉淀，制备Fe(OH)3胶体操作为：向沸水中滴加饱和FeCl3溶液，继续煮沸至溶液呈红褐色，停止加热，C错误；bcdeb转化如，D正确。7.D【解析】图中是Fe，具有还原性，可作食品袋内的脱氧剂；是Fe2O3，是红棕色粉末，可用作油漆、油墨的红色颜料，A正确。Fe与Cl2反应生成FeCl3，FeO与稀盐酸反应生成FeCl2和H2O，B正确。是Fe(OH)3，受热分解生成Fe2O3；Fe(OH)3与稀盐酸反应生成FeCl3和H2O，C正确。Fe与O2生成Fe3O4，不能得到FeO；FeO不能直接生成Fe(OH)2，D错误。8.D【解析】先滴加稀硫酸，铁粉与稀硫酸反应生成H2，利用产生的H2排出装置内空气，再滴加NaOH溶液，反应生成白色沉淀Fe(OH)2，正确；先打开止水夹，利用铁粉与稀硫酸反应产生的H2排出装置内的空气，再关闭止水夹，装置内气体压强增大，将左管中生成的FeSO4压入右管，反应生成白色沉淀Fe(OH)2，正确；未采取措施，NaOH溶液与FeSO4溶液在液体表面生成Fe(OH)2，迅速被氧化，观察不到白色沉淀，错误；苯隔绝空气，利用长胶头滴管将NaOH溶液加入FeSO4溶液中，反应生成白色沉淀Fe(OH)2，正确。9.A【解析】烧瓶中盛有水，加热后提供反应物水蒸气，烧瓶起到安全瓶作用，A正确；实验时，进行加热，不需要加热，B错误；盛装铁粉，盛装水，不加试剂，C错误；氨气极易溶于水，不能用排水法收集氨气，D错误。10.A【解析】CO还原Fe2O3得到单质Fe，即使有Fe3O4，其溶于盐酸后产生的Fe3与Fe发生反应：Fe2Fe3=3Fe2，加入KSCN溶液也不显红色，B错误；NOH具有强氧化性，而Fe2具有还原性，两者发生氧化还原反应，有Fe3生成，遇KSCN溶液呈红色，不能证明样品是否变质，C错误；若原溶液中不存在Fe2，存在Fe3，也有此现象，D错误。11.B【解析】“取样分析”是为了分析Fe2+、Fe3+含量，便于计算后续步骤中Fe含量，从而确定Fe2+浓度，确定氧化Fe2+所需NaClO3的量，A正确；该流程要获得聚合硫酸铁Fe2(OH)n(SO4)3n/2m，若温度过高，则转化为Fe(OH)3沉淀，使产物的纯度降低，B错误；“氧化反应”中Fe2+被NaClO3氧化，反应离子方程式为ClO3-+6H+6Fe2+=6Fe3+Cl-+3H2O，C正确；pH偏小时，Fe3+的水解平衡逆向移动，pH偏大时生成Fe(OH)3沉淀，都会影响聚合硫酸铁的产率，D正确。12.A【解析】Fe2O3与HI溶液发生氧化还原反应生成Fe2+，A错误；酸浸液中含有Fe2，遇K3Fe(CN)6溶液生成蓝色的沉淀，B正确；用玻璃棒不断搅拌会损坏滤纸，C正确；氧化Fe2时可选用H2O2、NaClO溶液作为氧化剂，将Fe2氧化为Fe3，D正确。13.【答案】（1）分液漏斗 （2）液封，防止空气进入C中氧化 （3） （4） （5） （6）加入乙醇 （7）乳酸根也能被高锰酸钾氧化 偏大 （8）【解析】I(2)装置D的作用是防止空气中的氧气进入到C装置中，将Fe2+氧化，故答案为：液封，防止空气进入C中氧化。(3) C装置中FeSO4和NH4HCO3发生反应，离子方程式为：；(4)首先关闭活塞K2，打开活塞K1、K3，目的是发生反应制备Fe2+，利用产生的氢气排净装置内的空气，防止Fe2+被氧化；关闭活塞K1，反一段时间后，关闭活塞K3，打开活塞K2，利用生成氢气，使B装置中气压增大，将B装置中的硫酸亚铁溶液压入C中，产生沉淀。(5)Fe2+容易被氧化为Fe3+，加入铁粉可将Fe3+还原为Fe3+，离子方程式为；(6) 乳酸亚铁晶体易溶于水，几乎不溶于乙醇，故加入乙醇可让乳酸亚铁析出更多，提高产量。(7) 乳酸根中含有羟基，也可以被酸性高锰酸钾溶液氧化，导致消耗高锰酸钾的量增大，使计算所得乳酸亚铁的质量偏大。(8)滴定终点时，V2 mL硫代硫酸钠溶液中所含硫代硫酸钠的物质的量为：n(Na2S2O3)=c2· V2×103mol。根据关系式2Fe2+2Fe3+I22，可知样品中的物质的量为n(Fe2+)=n()=c2 V2×10-3mol，则样品中铁元素含量为 =。14.【答案】(1)观察氢气的流速 (2)碱石灰 (3)当温度为 300时，FeCl3 升华并被氢气流吹离石英管 铁氰化钾(K3Fe(CN)6亦可) 溶液无明显变化 有蓝色沉淀生成 2FeCl3+3H22Fe+ 6HCl (8) FeCl3 或三氯化铁【解析】由于FeCl3易升华、易水解，因此用浓硫酸干燥氢气，并控制流速，在石英管中FeCl3和氢气反应生成氯化亚铁和氯化氢，氯化亚铁熔点高，停留在石英管中，氯化氢气体被盛有碱石灰的干燥管吸收。(1)浓硫酸在实验中有两个作用：除去水，使得通入的氢气干燥。观察氢气的流速，便于控制氢气的速率。(2)球形干燥管中盛放的物质为：碱石灰，主要用于除掉尾气HCl和防止空气中水蒸气进入。(3)当温度T为300时，加热一段时间后发现石英管内几乎没有固体剩余，由于FeCl3易升华，因此出现该现象可能的原因：当温度为 300时，FeCl3 升华并被氢气流吹离石英管。实验方案主要是检验溶液中是否含有亚铁离子和铁离子，一般用KSCN检验铁离子，用铁氰化钾检验亚铁离子，因此第二步加入的物质为几滴铁氰化钾溶液，现象一为溶液不变色，现象二为有蓝色沉淀，则说明猜想1成立。根据题意，取少量固体于试管中并加入稀盐酸，固体溶解的同时有少量气泡产生，说明有铁生成，其加热过程中发生的副反应的化学方程式：2FeCl3+3H22Fe+ 6HCl。(4)由于FeCl3易升华，FeCl2熔点是672，故广口瓶中都可以收集到大量固体主要成份为FeCl3。